技術(shù)文章
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質(zhì)構(gòu)儀用于(yu)可溶(rong)性微針機(jī)(ji)械性能測試(shi)
微針是一種微(wei)創(chuàng)透皮(pi)給藥系(xi)統(tǒng),能(neng)成功(gong)穿透(tou)皮膚角質(zhì)層,克(ke)服皮膚(fu)屏障,將藥(yao)物直接遞送至(zhi)真皮層(ceng)。微針(zhen)不會(huì)造成(cheng)疼痛和出(chu)血,這是(shi)因?yàn)槲?wei)針的針(zhen)長較(jiao)短,能避(bi)免觸及真(zhen)皮組織(zhi)的神(shen)經(jīng)和血管。根據(jù)(ju)微針(zhen)遞送(song)藥物的方(fang)式,可以將(jiang)微針分為固(gu)體微針(zhen)、中空(kong)微針、涂層微針(zhen)以及可溶性(xing)微針( dissolving microneedles,DMNs) 等(deng)。固體微(wei)針通常由金(jin)屬、陶瓷等(deng)材料制(zhi)備得到,生(sheng)物相容性(xing)差,對皮膚具有(you)刺激性(xing); 中空微針若微(wei)通道堵塞則(ze)可能會(huì)阻礙藥(yao)物的運(yùn)輸; 涂(tu)層微針(zhen)中涂層的配(pei)方和工藝會(huì)(hui)影響藥物的(de)透皮遞送; 而DMNs 可(ke)以在(zai)真皮微循(xun)環(huán)內(nèi)的組織(zhi)液中溶解或降(jiang)解,避免尖銳廢(fei)棄物的產(chǎn)(chan)生,因此(ci)其備受(shou)研究(jiu)者青(qing)睞。
DMNs 多采用聚合(he)物制備得到(dao),如聚維(wei)酮( PVP) 、透明質(zhì)(zhi)酸( HA) 、聚乙烯醇(chun)( PVA) 、羥丙甲纖維素(su)( HPMC) 、甲基乙烯基(ji)醚/馬來(lai)酸酐共聚物( copolymers of methyl vinyl ether and maleic acid,PVM/MA) 、甲(jia)基乙烯基醚(mi)/順丁(ding)烯二酸(suan)酐共聚物(wu)( copolymers of methyl vinyl ether and maleic anhydride,PMVE /MAH) 等。單一微針材(cai)料常難(nan)以滿足所(suo)有需求(qiu)。單個(gè)聚合物(wu)制備得到的微(wei)針機(jī)械強(qiáng)度(du)足夠但易(yi)斷裂,或韌(ren)性過大難以成(cheng)功插入(ru)皮膚,將2 種或2 種(zhong)以上的材料(liao)進(jìn)行復(fù)合制(zhi)備得到的復(fù)合(he)微針往(wang)往具有(you)更好的性能。
上海騰拔(ba)Universal TA質(zhì)構(gòu)儀(yi)力量精度和(he)位移(yi)精度高,而且儀(yi)器性能(neng)穩(wěn)定,非常適(shi)合于微針等細(xì)(xi)小樣(yang)品和微力(li)樣品的機(jī)械(xie)性能測(ce)試,可(ke)以獲得(de)微針的屈服(fu)力、斷裂力和進(jìn)(jin)行模擬皮(pi)膚穿刺(ci)實(shí)驗(yàn)。
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1、可溶(rong)性微針制(zhi)備方法(fa)
2、可溶(rong)性微針機(jī)(ji)械性能測試(shi)
研究(jiu)人員(yuan)采用PVM/MA( GantrezS97 ) ,PMVE /MAH ( Gantrez AN139 ) ,PVP K29 /32,PVP K90,PVA 05 - 88,HPMC E5 為基(ji)質(zhì)材(cai)料,比較不同(tong)聚合物對微針(zhen)性能(neng)的影響,初步(bu)篩選適(shi)合用于微針(zhen)制備的(de)材料(liao)。將2 種材料(liao)復(fù)合(he)制備微針,研究(jiu)不同比例(li)的聚合(he)物材料(liao)組合對微(wei)針性能影響的(de)變化規(guī)(gui)律,以彌補(bǔ)單一(yi)材料的缺陷(xian)并實(shí)現(xiàn)(xian)不同材料(liao)之間的(de)優(yōu)勢互補(bǔ),有(you)望對微(wei)針作為經(jīng)(jing)皮給藥系(xi)統(tǒng)遞(di)送藥物的可(ke)行性提供有(you)效的材料篩選(xuan)和復(fù)合手段(duan)。
使用質(zhì)構(gòu)儀(yi)對微針(zhen)進(jìn)行(xing)機(jī)械性能評(píng)估(gu),將裁切好的微(wei)針置于質(zhì)構(gòu)儀(yi)的水平平臺(tái)(tai)上,針尖朝上,采(cai)用圓柱形探頭(tou)以一定速度垂(chui)直平面向下(xia)移動(dòng),記錄(lu)整個(gè)測試過(guo)程的微針?biāo)?suo)受力,并(bing)繪制(zhi)力-位移曲線(xian)。
PVPK29 /32 與PVA 05-88 比例為(wei)2∶ 1 復(fù)合(he)微針(zhen)的斷裂(lie)力約為每針0. 12 N,PVM/MA S97 與(yu)PVA05-88( 5 ∶ 1 ) 復(fù)合微(wei)針的斷裂力(li)約為每針0. 17 N。PMVE /MAH AN139 與HPMC E5 復(fù)(fu)合微針隨著形(xing)變量(liang)增加,作用力(li)出現(xiàn)一(yi)系列下降,這(zhe)可能是因?yàn)槲?wei)針部分?jǐn)?duan)裂導(dǎo)(dao)致,該復(fù)(fu)合微(wei)針的初次斷裂(lie)力約為0. 19 N。PMVE /MAH( AN139) -PVA 05-88 ( 1 ∶ 1) 、PMVE /MAH( AN139) -PVA 05-88( 5∶ 1) 微針和(he)PVPK29 /32-PVP K90( 1∶ 1) 微針微(wei)針針(zhen)尖的應(yīng)力(li)隨著針尖形變(bian)量的增大緩慢(man)增加( 圖9) ,且未觀(guan)察到(dao)明顯的斷裂點(diǎn)(dian),針尖形變量(liang)為200 μm 左(zuo)右時(shí),針尖(jian)受到的壓力分(fen)別為每針0. 20、0. 24 和0. 19 N。研(yan)究表明,當(dāng)針(zhen)尖直徑(jing)在60 ~ 160 μm 之(zhi)間時(shí),微(wei)針刺破皮(pi)膚所需(xu)的插入力約(yue)為0. 08 ~ 3. 04 N。前期實(shí)驗(yàn)(yan)對制備得到(dao)微針(zhen)的直徑大致測(ce)量,其直徑(jing)約為40 μm,即理論(lun)上這些優(yōu)勢處(chu)方均(jun)能成(cheng)功刺破角(jiao)質(zhì)層且(qie)不發(fā)生斷裂(lie)。
來源(yuan):復(fù)合材(cai)料制備可溶性(xing)微針及性能(neng)研究? 《中國藥(yao)學(xué)雜志》 2022 年6 月第(di)57 卷第11 期